(57)【要約】構造体（１０）は、導体（１５１）と、導体（１５１）を基準として同じ側に位置し、導体（１５１）の少なくとも一部と対向していて互いに平面視で重なり合う導体（１１１、１３１）と、導体（１１１、１３１、１５１）を貫通し、導体（１５１）に接続され、導体（１１１、１３１）と絶縁されている接続部材（１０１）と、導体（１１１、１３１）の各々に設けられ、接続部材（１０１）が通過している開口（１１２、１３２）と、開口（１１２、１３２）に対向し形成され、当該開口（１１２、１３２）を通過した接続部材（１０１）と接続され、開口（１１２、１３２）より大きい導体エレメント（１２１、１４１）と、を備える。そして、導体エレメント（１２１、１４１）が位置する層の数が複数であり、かつ導体（１１１、１３１）が位置する層の数以下である。
2011111312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導体と、
前記第１導体を基準としたときに互いに同じ側に位置し、当該第１導体の少なくとも一部と対向していて平面視で互いに重なり合う複数の第２導体と、
前記第１導体と複数の前記第２導体とを貫通し、前記第１導体に接続され、前記第２導体と絶縁されている接続部材と、
複数の前記第２導体の各々に設けられ、前記接続部材が通過している開口と、
前記開口に対向し形成され、当該開口を通過した前記接続部材と接続され、当該開口より大きい第３導体と、を備え、
前記第３導体が位置する層の数が複数であり、かつ前記第２導体が位置する層の数以下であることを特徴とする構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の構造体であって、
複数の前記接続部材が、繰り返し配列され、
前記第２導体には、前記接続部材の各々に対して前記開口が設けられ、
かつ同一層に位置する前記第３導体の各々が、それぞれ異なる前記接続部材に接続され、それぞれ異なる前記開口に対向していることを特徴とする構造体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の構造体であって、
複数の前記第２導体を介して前記第１導体と対向し、前記接続部材と接続されている第４導体を備えることを特徴とする構造体。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかに記載の構造体であって、
前記開口の各々に対して少なくとも一つの前記第３導体が対向していることを特徴とする構造体。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の構造体であって、
異なる層に位置する複数の前記第３導体のいずれかに、他の前記第２導体よりも近接している前記第２導体が、少なくとも二つ厚み方向に連続していることを特徴とする構造体。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載の構造体であって、
前記第１導体を基準としたとき、前記第１導体、一の前記第３導体、一の前記第２導体、他の前記第３導体、他の前記第２導体の順に積層されていることを特徴とする構造体。
【請求項７】
請求項１乃至５いずれかに記載の構造体であって、
前記第１導体を基準としたとき、前記第１導体、一の前記第２導体、一の前記第３導体、他の前記第３導体、他の前記第２導体の順に積層されていることを特徴とする構造体。
【請求項８】
請求項１乃至５いずれかに記載の構造体であって、
前記第１導体を基準としたとき、前記第１導体、一の前記第３導体、一の前記第２導体、他の前記第２導体、他の前記第３導体の順に積層されていることを特徴とする構造体。
【請求項９】
請求項１乃至５いずれかに記載の構造体であって、
前記第１導体を基準としたとき、前記第１導体、一の前記第２導体、一の前記第３導体、他の前記第２導体、他の前記第３導体の順に積層されていることを特徴とする構造体。
【請求項１０】
請求項１乃至９いずれかに記載の構造体であって、
前記接続部材は、貫通ビアであることを特徴とする構造体。
【請求項１１】
請求項１乃至１０いずれかに記載の構造体であって、
前記第１導体と前記第２導体によって構成される第１の平行平板と、複数の前記第２導体によって構成される第２の平行平板とが、前記接続部材と前記第３導体とともに、電磁バンドギャップ構造を構成していることを特徴とする構造体。
【請求項１２】
第１導体と、
前記第１導体を基準としたとき互いに同じ側に位置し、当該第１導体の少なくとも一部と対向していて平面視で互いに重なり合う複数の第２導体と、
前記第１導体と複数の前記第２導体とを貫通し、前記第１導体に接続され、前記第２導体と絶縁されている接続部材と、
複数の前記第２導体の各々に設けられ、前記接続部材が通過している開口と、
前記開口に対向し形成され、当該開口を通過した前記接続部材と接続され、当該開口より大きい第３導体と、を有する構造体を備え、
前記第３導体が位置する層の数が複数であり、かつ前記第２導体が位置する層の数以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項１３】
請求項１２に記載の配線基板であって、
複数の前記構造体が、繰り返し配列されていることを特徴とする配線基板。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の配線基板であって、
前記構造体は、複数の前記第２導体を介して前記第１導体と対向し、前記接続部材と接続されている第４導体を有することを特徴とする配線基板。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４いずれかに記載の配線基板であって、
前記開口の各々に対して少なくとも一つの前記第３導体が対向していることを特徴とする配線基板。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５いずれかに記載の配線基板であって、
異なる層に位置する複数の前記第３導体のいずれかに、他の前記第２導体よりも近接している前記第２導体が、少なくとも二つ厚み方向に連続していることを特徴とする配線基板。
【請求項１７】
請求項１２乃至１５いずれかに記載の配線基板であって、
前記第１導体を基準としたとき、前記第１導体、一の前記第３導体、一の前記第２導体、他の前記第３導体、他の前記第２導体の順に積層されていることを特徴とする配線基板。
【請求項１８】
請求項１２乃至１５いずれかに記載の配線基板であって、
前記第１導体を基準としたとき、前記第１導体、一の前記第２導体、一の前記第３導体、他の前記第３導体、他の前記第２導体の順に積層されていることを特徴とする配線基板。
【請求項１９】
請求項１２乃至１５いずれかに記載の配線基板であって、
前記第１導体を基準としたとき、前記第１導体、一の前記第３導体、一の前記第２導体、他の前記第２導体、他の前記第３導体の順に積層されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２０】
請求項１２乃至１５いずれかに記載の配線基板であって、
前記第１導体を基準としたとき、前記第１導体、一の前記第２導体、一の前記第３導体、他の前記第２導体、他の前記第３導体の順に積層されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２１】
請求項１２乃至２０いずれかに記載の配線基板であって、
前記接続部材は、貫通ビアであることを特徴とする配線基板。
【請求項２２】
請求項１２乃至２１いずれかに記載の配線基板であって、
前記第１導体と前記第２導体によって構成される第１の平行平板と、複数の前記第２導体によって構成される第２の平行平板とが、前記接続部材と前記第３導体とともに、電磁バンドギャップ構造を構成していることを特徴とする配線基板。
【請求項２３】
第１導体と、
前記第１導体を基準としたときに互いに同じ側に位置し、当該第１導体の少なくとも一部と対向していて平面視で互いに重なり合う複数の第２導体と、
前記第１導体と複数の前記第２導体とを貫通し、前記第１導体に接続され、前記第２導体と絶縁されている接続部材と、
複数の前記第２導体の各々に設けられ、前記接続部材が通過している開口と、
前記開口に対向し形成され、当該開口を通過した前記接続部材と接続され、当該開口より大きい第３導体と、を備え、
前記第１導体と前記第２導体によって構成される第１の平行平板と、複数の前記第２導体によって構成される第２の平行平板とが、前記接続部材と前記第３導体とを共有して電磁バンドギャップ構造を構成していることを特徴とする構造体。
【請求項２４】
請求項２３に記載の構造体であって、
複数の前記電磁バンドギャップ構造を構成し、
第１の電磁バンドギャップ構造が、前記第１導体と、一の前記第２導体と、一の前記第３導体と、前記接続部材とによって構成され、
第２の電磁バンドギャップ構造が、一の前記第２導体と、一の前記第３導体と、他の前記第２導体と、他の前記第３導体と、前記接続部材とによって構成されることを特徴とする構造体。
【請求項２５】
請求項２４に記載の構造体であって、
複数の前記第２導体を介して前記第１導体と対向し、前記接続部材と接続されている第４導体を、さらに備え、
前記第１の電磁バンドギャップ構造と、前記第２の電磁バンドギャップ構造と、
第３の電磁バンドギャップ構造が、前記第４導体と、他の前記第２導体と、他の前記第３導体と、前記接続部材とによって、さらに構成されることを特徴とする構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体および配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特定の構造を有する導体パターンを周期的に配置すること（以下、メタマテリアルと記載）で電磁波の伝播特性を制御できることが明らかになっている。特に、特定の周波数帯域における電磁波伝播を抑制するように構成されるメタマテリアルを、電磁バンドギャップ構造（以下、ＥＢＧ構造と記載）と呼んでいる。このＥＢＧ構造は、配線基板中を伝播するノイズ対策等に用いられる。【０００３】
この種の技術として、例えば特許文献１（米国特許第６２６２４９５号明細書）に記載の技術がある。特許文献１のＦＩＧ．２には、シート状の導体プレーンの上方に島状の導体エレメントを複数配置し、この島状の導体エレメントそれぞれをビアで導体プレーンに接続した構造、いわゆるマッシュルーム型のＥＢＧ構造が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６２６２４９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、配線基板中に構成される導体層間を伝播するノイズ対策として、上記技術のＥＢＧ構造を適用するとき、島状の導体エレメントを配置する層が追加されるため、配線基板の積層数が増えて、配線基板は厚くなる。特に、多数の導体層を備える多層の配線基板において、その傾向は顕著であった。【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各導体層間にＥＢＧ構造によるノイズ対策が施され、かつ極力薄く製造可能な構造体または配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、第１導体と、前記第１導体を基準としたときに互いに同じ側に位置し、当該第１導体の少なくとも一部と対向していて平面視で互いに重なり合う複数の第２導体と、前記第１導体と複数の前記第２導体とを貫通し、前記第１導体に接続され、前記第２導体と絶縁されている接続部材と、複数の前記第２導体の各々に設けられ、前記接続部材が通過している開口と、前記開口に対向し形成され、当該開口を通過した前記接続部材と接続され、当該開口より大きい第３導体と、を備え、前記第３導体が位置する層の数が複数であり、かつ前記第２導体が位置する層の数以下であることを特徴とする構造体が提供される。【０００８】
また、本発明によれば、第１導体と、前記第１導体を基準としたときに互いに同じ側に位置し、当該第１導体の少なくとも一部と対向していて平面視で互いに重なり合う複数の第２導体と、前記第１導体と複数の前記第２導体とを貫通し、前記第１導体に接続され、前記第２導体と絶縁されている接続部材と、複数の前記第２導体の各々に設けられ、前記接続部材が通過している開口と、前記開口に対向し形成され、当該開口を通過した前記接続部材と接続され、当該開口より大きい第３導体と、を有する構造体を備え、前記第３導体が位置する層の数が複数であり、かつ前記第２導体が位置する層の数以下であることを特徴とする配線基板が提供される。【０００９】
また、本発明によれば、第１導体と、前記第１導体を基準としたときに互いに同じ側に位置し、当該第１導体の少なくとも一部と対向していて平面視で互いに重なり合う複数の第２導体と、前記第１導体と複数の前記第２導体とを貫通し、前記第１導体に接続され、前記第２導体と絶縁されている接続部材と、複数の前記第２導体の各々に設けられ、前記接続部材が通過している開口と、前記開口に対向し形成され、当該開口を通過した前記接続部材と接続され、当該開口より大きい第３導体と、を備え、前記第１導体と前記第２導体によって構成される第１の平行平板と、複数の前記第２導体によって構成される第２の平行平板とが、前記接続部材と前記第３導体とを共有して電磁バンドギャップ構造を構成していることを特徴とする構造体が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、各導体層間にＥＢＧ構造によるノイズ対策が施され、極力薄く製造可能な構造体、配線基板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る構造体の一例の斜視図である。
【図２】図１に示す構造体の断面図である。
【図３】導体エレメントが取り得る変形例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る構造体の一例の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る構造体の一例の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る構造体の一例の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る構造体の一例の斜視図である。
【図８】図７に示す構造体の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る配線基板の上面図と断面図である。
【図１０】配線基板が取りうる構造体の配列パターンを示す図である。
【図１１】配線基板が取りうる構造体の配列パターンを示す図である。
【図１２】配線基板が取りうる構造体の配列パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る構造体１０の一例の斜視図である。構造体１０は、Ａ層１１、Ｂ層１２、Ｃ層１３、Ｄ層１４およびＥ層１５を少なくとも有する配線基板１００に形成される導体性の各種構成要素によって構成される（図９参照）。
【００１４】
図１に示す構造体１０は、導体１５１を基準としたとき、導体１５１、導体エレメント１４１、導体１３１、導体エレメント１２１、導体１１１の順に積層されている。そして、構造体１０は、導体１５１（第１導体）と、導体１５１を基準としたとき同じ側に位置し、導体１５１の少なくとも一部と対向していて平面視で互いに重なり合う導体１１１と導体１３１と（複数の第２導体）を備える。また、構造体１０は、導体１１１と導体１３１と導体１５１とを貫通し、導体１５１に接続され、導体１１１と導体１３１と絶縁されている接続部材１０１を備える。さらに、構造体１０は、導体１１１、導体１３１の各々に設けられ、接続部材１０１が通過している開口１１２、開口１３２を備える。さらに、構造体１０は、開口１１２に対向し形成され、開口１１２を通過した接続部材１０１と接続され、開口１１２より大きい導体エレメント１２１（第３導体）を備える。さらに、構造体１０は、開口１３２に対向し形成され、開口１３２を通過した接続部材１０１と接続され、開口１３２より大きい導体エレメント１４１（第３導体）を備える。なお、開口１１２と導体エレメント１２１とは他の導体プレーンを介さずに対向しており、開口１３２と導体エレメント１４１とは他の導体プレーンを介さずに対向している。
【００１５】
本実施形態において、導体エレメント１２１または導体エレメント１４１（第３導体）が位置する層の数は、導体１１１と導体１３１（第２導体）が位置する層の数と等しい。さらに言えば、本実施形態において、導体エレメント１２１および導体エレメント１４１（第３導体）の数は、接続部材１０１が通過している開口１１２と開口１３２の数と等しい。
【００１６】
また、本実施形態において、導体１１１は、導体１５１や導体１３１を含む他の導体プレーンよりも導体エレメント１２１に近接している。また、導体１３１は、導体１５１や導体１１１を含む他の導体プレーンよりも導体エレメント１４１に近接している。そして、導体１１１と導体１３１とは、厚み方向に連続しており、互いの間に他の導体プレーンを含まない。なお、ここで「厚み方向に連続する」とは、例えば導体１５１を基準として構造体１０に含まれる導体プレーンに順番を付けたとき、その順番が連続することを意味している。当然、厚み方向に連続している導体１１１と導体１３１との間には、電気的な影響を与えない範囲で配線などの小さい導体パターンが含まれてもよく、全ての導体が排除されるわけではない。
【００１７】
ここでいう、接続部材１０１とは、導体１１１、１３１、１５１のうち両端に位置する導体については完全に貫かなくてもよい。すなわち、接続部材１０１の一部が、両端に位置する導体の内部に僅かにでも形成されていればよい。
【００１８】
また、接続部材１０１、導体１１１、導体エレメント１２１、導体１３１、導体エレメント１４１または導体１５１は、導電性の素材であればよく、各々が同一の素材であってもよいし、異なる素材であってもよい。
【００１９】
構造体１０は、上述のＡ層１１、Ｂ層１２、Ｃ層１３、Ｄ層１４およびＥ層１５以外の層を備えても構わない。例えば、各層の間には誘電体層が位置してもよい。また、構造体１０は、本発明の構成に矛盾しない範囲で、図示しない孔やビア、信号線等を他に備えてもよい。
【００２０】
開口１１２または開口１３２は必ずしも中空である必要はなく、その内部に誘電体が充填されていてもよい。すなわち、接続部材１０１は、開口１１２または開口１３２に充填されている誘電体を貫き、かつ導体１１１または導体１３１と非接触に形成されてもよい。
【００２１】
構造体１０において、接続部材１０１と接続される導体１５１は、基準電位を与えてグラウンドとして機能させることが望ましい。
【００２２】
導体１１１はＡ層１１、導体エレメント１２１はＢ層１２、導体１３１はＣ層１３、導体エレメント１４１はＤ層１４、導体１５１はＥ層１５に位置するものとする。また、Ａ層１１、Ｂ層１２、Ｃ層１３、Ｄ層１４およびＥ層１５の相対的な位置関係は変形可能であり、これによって、導体１１１、導体エレメント１２１、導体１３１、導体エレメント１４１、導体１５１における相互の位置関係も変形可能である。
【００２３】
上述のような構成をとることによって、導体１１１と導体１３１とから構成される平行平板は、導体エレメント１２１と導体エレメント１４１と接続部材１０１とともに、電磁バンドギャップ構造の少なくとも一部を構成することができる。また、導体１３１と導体１５１とから構成される平行平板は、導体エレメント１４１と接続部材１０１とともに、電磁バンドギャップ構造の少なくとも一部を構成することができる。
【００２４】
図２は、図１に示す構造体１０の断面図である。図２において破線で囲っている空間はＥＢＧ構造を成しており、それぞれＥＢＧ構造１７１およびＥＢＧ構造１７２と呼ぶことにする。ＥＢＧ構造１７１は、導体１１１と導体１３１と導体エレメント１２１と導体エレメント１４１と接続部材１０１とによって構成される。また、ＥＢＧ構造１７２は、導体１３１と導体１５１と導体エレメント１４１と接続部材１０１とによって構成される。
【００２５】
すなわち、単一の構造体１０がＥＢＧ構造１７１、ＥＢＧ構造１７２を構成している。また、導体１３１と導体エレメント１４１と接続部材１０１とは、ＥＢＧ構造１７１とＥＢＧ構造１７２との双方に共有されている。このため、従来のＥＢＧ構造を各平行平板ごとに設ける場合と比べて、本発明のＥＢＧ構造は配線基板を薄くすることができる。
【００２６】
図１または図２に示す構造体１０は、マッシュルーム型ＥＢＧ構造を変形させた例である。接続部材１０１はマッシュルームの軸部分に相当し、インダクタンスを形成している。一方、導体エレメント１２１がマッシュルームのヘッド部分に相当し、それぞれ対向する導体１１１との間でキャパシタンスを形成する。また、導体エレメント１４１がマッシュルームのヘッド部分に相当し、それぞれ対向する導体１３１との間でキャパシタンスを形成する。
【００２７】
図１または図２に示す構造体１０も、マッシュルーム型ＥＢＧ構造と同様に、平行平板を前記キャパシタンスと前記インダクタンスからなる直列共振回路でシャントした等価回路で表現することができ、前記直列共振回路の共振周波数がバンドギャップの中心周波数を与える。したがって、導体エレメント１２１を、キャパシタンスを形成する導体１１１に接近させて、キャパシタンスを大きくすることでバンドギャップ帯域の低周波化を図ることができる。また、導体エレメント１４１を、キャパシタンスを形成する導体１３１に接近させて、キャパシタンスを大きくすることでバンドギャップ帯域の低周波化を図ることができる。ただし、導体エレメント１２１を対向する導体１１１に近接させない場合でも、本発明の本質的な効果には何ら影響を与えない。そして、導体エレメント１４１を対向する導体１３１に近接させない場合でも、本発明の本質的な効果には何ら影響を与えない。
【００２８】
なお、導体１１１と導体エレメント１２１の間隔、導体エレメント１２１と導体１３１の間隔、導体１３１と導体エレメント１４１の間隔、導体エレメント１４１と導体１５１の間隔、接続部材１０１の太さ、および導体エレメント１２１または導体エレメント１４１の相互間隔などを調節することにより、電磁波伝播の抑制対象となる周波数帯域（バンドギャップ帯域）を所望の値に定めることができる。
【００２９】
図３は、図１に示す構造体１０の導体エレメント１２１または導体エレメント１４１が取り得る変形例を示す図である。図３（Ａ）は、図１に示す構造体１０で用いられる導体エレメント１２１または導体エレメント１４１の上面図である。導体エレメント１２１または導体エレメント１４１は四角形の形状をしている。なお、マッシュルーム型の構造体１０を構成しうる導体エレメント１２１または導体エレメント１４１の形状は、四角形に限らず、三角形や六角形等の多角形、円形等であっても構わない。
【００３０】
図３（Ｂ）は、図１に示す構造体１０における導体エレメント１２１または導体エレメント１４１の一例の上面図である。ここで図示する導体エレメント１２１または導体エレメント１４１は平面方向に形成される螺旋状の伝送線路であって、一端は接続部材１０１に接続され、他端はオープン端となっている。ここで図示する導体エレメント１２１または導体エレメント１４１を用いることによって、構造体１０は、導体エレメント１２１または導体エレメント１４１を含んで形成されるマイクロストリップ線路がオープンスタブとして機能するオープンスタブ型のＥＢＧ構造を構成することができる。接続部材１０１はインダクタンスを形成している。一方、導体エレメント１２１が、それぞれ導体１１１と電気的に結合することで導体１１１をリターンパスとするマイクロストリップ線路を形成している。そして、導体エレメント１４１が、それぞれ導体１３１と電気的に結合することで導体１３１をリターンパスとするマイクロストリップ線路を形成している。
【００３１】
オープンスタブ型ＥＢＧ構造は、平行平板を、前記オープンスタブと、前記インダクタンスからなる、直列共振回路でシャントした等価回路で表現することができ、前記直列共振回路の共振周波数がバンドギャップの中心周波数を与える。したがって、導体エレメント１２１または導体エレメント１４１を含んで形成されるオープンスタブのスタブ長を長くすることでバンドギャップ帯域の低周波化を図ることができる。
【００３２】
なお、マイクロストリップ線路を形成する導体エレメント１２１と対向する導体１１１は近接していることが好ましい。そして、マイクロストリップ線路を形成する導体エレメント１４１と対向する導体１３１は近接していることが好ましい。なぜならば、導体エレメントと対向プレーンの距離が近いほど、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスが低くなり、バンドギャップ帯域を広帯域化することができるためである。ただし、導体エレメント１２１を対向する導体１１１に近接させない場合でも、本発明の本質的な効果には何ら影響を与えない。また、導体エレメント１４１を対向する導体１３１に近接させない場合でも、本発明の本質的な効果には何ら影響を与えない。
【００３３】
図３（Ｃ）は、図１に示す構造体１０における導体エレメント１２１または導体エレメント１４１の一例の上面図である。ここで図示する導体エレメント１２１または導体エレメント１４１は四角形の導体であって、開口を有している。その開口の中には、一端が当該開口の淵に接続され、他端は接続部材１０１に接続される螺旋状のインダクタが形成されている。ここで図示する導体エレメント１２１または導体エレメント１４１を用いることによって、構造体１０は、マッシュルーム型ＥＢＧ構造を基本として、マッシュルームのヘッド部分にインダクタを設けることでインダクタンスを増加させた、インダクタンス増加型のＥＢＧ構造を構成することができる。より詳細には、導体エレメント１２１がマッシュルームのヘッド部分に相当し、それぞれ対向する導体１１１との間でキャパシタンスを形成する。また、導体エレメント１４１がマッシュルームのヘッド部分に相当し、それぞれ対向する導体１３１との間でキャパシタンスを形成する。
【００３４】
インダクタンス増加型ＥＢＧ構造は、平行平板を前記キャパシタンスと前記インダクタンスからなる直列共振回路でシャントした等価回路で表現することができ、前記直列共振回路の共振周波数がバンドギャップの中心周波数を与える。したがって、導体エレメント１２１を、キャパシタンスを形成する導体１１１に接近させて、キャパシタンスを大きくする、または前記インダクタの長さを長くしてインダクタンスを大きくすることでバンドギャップ帯域を低周波化することができる。ただし、導体エレメント１２１を対向する導体１１１に近接させない場合でも、本発明の本質的な効果には何ら影響を与えない。また、導体エレメント１４１を、キャパシタンスを形成する導体１３１に接近させて、キャパシタンスを大きくする、または前記インダクタの長さを長くしてインダクタンスを大きくすることでバンドギャップ帯域を低周波化することができる。ただし、導体エレメント１４１を対向する導体１３１に近接させない場合でも、本発明の本質的な効果には何ら影響を与えない。
【００３５】
図４は、本実施形態に係る構造体１０の一例の斜視図である。図４に示す構造体１０は、導体１５１を基準としたとき、導体１５１、導体エレメント１４１、導体１３１、導体１１１、導体エレメント１２１の順に積層されている。各構成要素の順番が変化しているが、図４で説明したＥＢＧ構造に関する特性は、図１に示す構造体１０と同様である。
【００３６】
なお、図４に示す構造体１０における導体エレメント１２１または導体エレメント１４１は、図３（Ｂ）に示す形状を取り得る。このとき、構造体１０は、上述したオープンスタブ型ＥＢＧ構造の特性を同様に有する。また、図４に示す構造体１０の導体エレメント１２１または導体エレメント１４１は、図３（Ｃ）に示す形状を取りうる。このとき、構造体１０は、図３（Ｃ）を用いて説明したインダクタンス増加型ＥＢＧ構造の特性を同様に有する。
【００３７】
図５は、本実施形態に係る構造体１０の一例の斜視図である。図５に示す構造体１０は、導体１５１を基準としたとき、導体１５１、導体１３１、導体エレメント１４１、導体１１１、導体エレメント１２１の順に積層されている。各構成要素の順番が変化しているが、図５で説明したＥＢＧ構造に関する特性は、図１に示す構造体１０と同様である。
【００３８】
なお、図５に示す構造体１０における導体エレメント１２１または導体エレメント１４１は、図３（Ｂ）に示す形状を取り得る。このとき、構造体１０は、上述したオープンスタブ型ＥＢＧ構造の特性を同様に有する。また、図５に示す構造体１０の導体エレメント１２１または導体エレメント１４１は、図３（Ｃ）に示す形状を取りうる。このとき、構造体１０は、図３（Ｃ）を用いて説明したインダクタンス増加型ＥＢＧ構造の特性を同様に有する。
【００３９】
図６は、本実施形態に係る構造体１０の一例の斜視図である。図６に示す構造体１０は、導体１５１を基準としたとき、導体１５１、導体１３１、導体エレメント１４１、導体エレメント１２１、導体１１１の順に積層されている。各構成要素の順番が変化しているが、図６で説明したＥＢＧ構造に関する特性は、図１に示す構造体１０と同様である。
【００４０】
なお、図６に示す構造体１０における導体エレメント１２１または導体エレメント１４１は、図３（Ｂ）に示す形状を取り得る。このとき、構造体１０は、上述したオープンスタブ型ＥＢＧ構造の特性を同様に有する。また、図６に示す構造体１０の導体エレメント１２１または導体エレメント１４１は、図３（Ｃ）に示す形状を取りうる。このとき、構造体１０は、図３（Ｃ）を用いて説明したインダクタンス増加型ＥＢＧ構造の特性を同様に有する。
【００４１】
図７は、本実施形態に係る構造体１０の一例の斜視図である。図７に示す構造体１０は、図１に示す構造体１０に、さらに導体１１１および導体１３１を介して導体１５１と対向し、接続部材１０１と接続されている導体１６１を追加した構成となっている。
【００４２】
より詳細に言えば、図７に示す構造体１０は、図の上から導体１６１、導体１１１、導体エレメント１２１、導体１３１、導体エレメント１４１、導体１５１の順番でそれぞれが配置されている。そして、構造体１０は、導体１５１と、導体１５１を基準としたとき同じ側に位置し、導体１５１の少なくとも一部と対向していて平面視で互いに重なり合う導体１１１と導体１３１とを備える。また、構造体１０は、導体１６１と導体１１１と導体１３１と導体１５１とを貫通し、導体１６１と導体１５１に接続され、導体１１１と導体１３１と絶縁されている接続部材１０１を備える。さらに、構造体１０は、導体１１１、導体１３１の各々に設けられ、接続部材１０１が通過している開口１１２、開口１３２を備える。さらに、構造体１０は、開口１１２に対向し形成され、当該開口を通過した接続部材１０１と接続される導体エレメント１２１を備える。さらに、構造体１０は、開口１３２に対向し形成され、当該開口を通過した接続部材１０１と接続される導体エレメント１４１を備える。なお、開口１１２と導体エレメント１２１とは他の導体を介さずに対向しており、開口１３２と導体エレメント１４１とは他の導体を介さずに対向している。
【００４３】
図８は、図７に示す構造体１０の断面図である。図８において破線で囲っている空間はＥＢＧ構造を成しており、それぞれＥＢＧ構造１７１、ＥＢＧ構造１７２およびＥＢＧ構造１７３と呼ぶことにする。ＥＢＧ構造１７１は、導体１１１と導体１３１と導体エレメント１２１と導体エレメント１４１と接続部材１０１とによって構成される。また、ＥＢＧ構造１７２は、導体１３１と導体１５１と導体エレメント１４１と接続部材１０１とによって構成される。そして、ＥＢＧ構造１７３は、導体１６１と導体１１１と導体エレメント１２１と接続部材１０１とによって構成される。
【００４４】
すなわち、単一の構造体１０がＥＢＧ構造１７１、ＥＢＧ構造１７２、ＥＢＧ構造１７３を構成している。また、導体１３１と導体エレメント１４１とは、ＥＢＧ構造１７１とＥＢＧ構造１７２との双方に共有されている。そして、導体１１１と導体エレメント１２１とは、ＥＢＧ構造１７１とＥＢＧ構造１７３との双方に共有されている。さらに、接続部材１０１は、ＥＢＧ構造１７１とＥＢＧ構造１７２とＥＢＧ構造１７３とに共有されている。
【００４５】
上述したとおり、図７または図８に示される構造体１０は、図１または図２に示される構造体１０に比べて、より複雑にＥＢＧ構造が組み合わされた構成であることがわかる。
【００４６】
図１〜図６を用いて説明した構造体１０は、いずれも接続部材１０１を構成要素として含んでいる。接続部材１０１は、一層ごとに積層、スルーホール加工、配線形成を繰り返すビルドアップ方式によって形成されてもよい。また、接続部材１０１は、貫通ビアであってもよい。接続部材１０１が貫通ビアである場合、構造体１０は、次のような製造工程で製造される。
【００４７】
まず、（ａ）導体１１１と導体１３１と導体１５１と導体エレメント１２１と導体エレメント１４１とが互いに対向し、かつ各々が異なる層となるように積層する。そして、（ｂ）導体１１１と導体１３１と導体１５１と導体エレメント１２１と導体エレメント１４１とを貫通するスルーホールを設け、当該スルーホール内に導体１１１、１３１、１５１の少なくとも一つと、導体エレメント１２１と導体エレメント１４１とを接続する接続部材１０１を形成させる。当然、図示しない構成要素があるのであれば、（ａ）の工程において適切に配置されることが望ましい。また、（ｂ）の工程において、スルーホールを設ける方法は、適用可能であれば何を用いてもよく、例えばドリルでスルーホールを空けてもよい。さらに、（ｂ）の工程において、接続部材１０１を形成する方法は、適用可能であれば何を用いてもよく、例えばスルーホール内面をめっきすることによって形成してもよい。
【００４８】
なお、図７または図８を用いて説明した構造体１０の製造方法について、新たな構成要素として導体１６１が追加されるが、それ以外は上述の製造方法と同様である。
【００４９】
必要な構成要素を積層した後に、接続部材を貫通ビアとして形成して各構成要素を接続することによって、ビルドアップ方式と比べて、製造工程を短縮することができ、製造コストも低減することができる。
【００５０】
図９は、本実施形態に係る配線基板１００の上面図と断面図である。より詳細には、図９（Ａ）は配線基板１００の上面図であって、図９（Ｂ）は図９（Ａ）に示す断面における断面図である。図９（Ａ）において、破線で示す四角形は、繰り返し配列された構造体１０の各々がＢ層１２に備える導体エレメント１２１、またはＤ層１４に備える導体エレメント１４１を示している。また、図９（Ａ）において、上記破線で示す四角形内の円は、繰り返し配列された構造体１０の各々が備える接続部材１０１を示している。なお、図９においては、図１で説明した構造体１０が上下反転した状態で、繰り返し配列されているものとし、図９（Ｂ）において、夫々の構造体１０は黒色で図示する。すなわち、配線基板１００は図の上からＥ層１５、Ｄ層１４、Ｃ層１３、Ｂ層１２、Ａ層１１の順番で積層している。そして、各々の構造体１０は、図の上から導体１５１、導体エレメント１４１、導体１３１、導体エレメント１２１、導体１１１の順番でそれぞれが配置されている。
【００５１】
図９に図示されているように、Ｂ層１２に位置する導体エレメント１２１の各々が、それぞれ異なる接続部材１０１に接続されている。また、Ｄ層１４に位置する導体エレメント１４１の各々が、それぞれ異なる接続部材１０１に接続されている。
【００５２】
Ａ層１１、Ｂ層１２、Ｃ層１３、Ｄ層１４およびＥ層１５は、図示した構成要素以外の構成、例えば電気信号を伝送する伝送路等を含んでもよい。また、配線基板１００は、Ａ層１１、Ｂ層１２、Ｃ層１３、Ｄ層１４、Ｅ層１５とは異なる層を備えてもよく、これらの層に上述した構成要素以外の構成要素、例えば伝送路等を含んでもよい。ただし、配線基板１００において構造体１０が繰り返し配列されている領域、および当該領域の近傍に伝送路を配列すると構造体１０が成しているＥＢＧ構造の特性が変化するため、このような配列は避けることが望ましい。
【００５３】
配線基板１００は、構造体１０を繰り返し配列された領域において、バンドギャップ帯域の電磁波伝播を抑制することができる。すなわち、バンドギャップ帯域の電磁波を発生するノイズ源や、特定の周波数帯域の電磁波から防護したい素子等を囲むように構造体１０を配列すればよく、その配列パターンは複数の態様を取りうる。
【００５４】
図１０〜図１２は、それぞれ配線基板１００が取りうる構造体１０の配列パターンを示す図である。ただし、図１０〜図１２に図示される網掛けの部材は、半導体パッケージ１８１と半導体パッケージ１８２とする。図１０に示すように、構造体１０は半導体パッケージ１８１と半導体パッケージ１８２の間に帯状に配置されてもよい。また、図１１に示すように、構造体１０は半導体パッケージ１８１を囲むように配置されてもよいし、そして、図１２に示すように、構造体１０は半導体パッケージ１８２を囲むように配置されていてもよい。
【００５５】
ただし、抑制対象の電磁波がいずれの方向から伝播しても、複数の構造体１０を通過させるように配列することによって、より効果的に電磁波の伝播を抑制することができる。従って、図１０または図１１に示す配列パターンのように、一方の半導体パッケージから他方の半導体パッケージに向かう方向に、複数の構造体１０が並列される方が、図１２に示す配列パターンより好ましい。
【００５６】
ここで、本実施形態の効果について述べる。構造体１０は、導体１１１、１３１、１５１と導体エレメント１２１、１４１と接続部材１０１とによってＥＢＧ構造を構成することができる。従って、構造体１０において、導体１１１と導体１３１とから成る平行平板を伝播するノイズと、導体１３１と導体１５１とから成る平行平板を伝播するノイズと、を抑制することができる。また、配線基板１００は、ノイズ伝播を防ぎたい領域に構造体１０を配列することによって、Ａ層１１とＣ層１３との間を伝播するノイズと、Ｃ層１３とＥ層１５との間を伝播するノイズとを抑制することができる。
【００５７】
また、本発明者らは、接続部材が通過する開口の各々に少なくとも一つの導体エレメントが対向するように配置し、かつ導体エレメントと接続部材とを接続することによって、当該開口を有する導体を含む平行平板間にＥＢＧ構造を構成しうることを見出した。本実施形態で説明した構造体１０は、いずれも上記見解に基づいて考案されたものである。これらの構造体１０においては、導体エレメントが形成される層の数が必要最低限に抑えられるため、本実施形態の構造体１０を用いた配線基板１００は、より薄く製造することができる。
【００５８】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００５９】
例えば、上記の実施形態において、本発明の第２導体（上記実施形態における導体１３１および導体１５１）は二つとしたが、三つ以上であってもよい。当然、第２導体の数が増えるほど、構造体または配線基板の層が増える。このとき、ノイズ伝播を抑制するべき平行平板が増えるのであれば、本発明の第２導体に相当する導体エレメントが形成される層も増やしてよい。
【００６０】
また、上記の実施形態において、導体１１１と導体１３１とから成る平行平板を伝播するノイズと、導体１３１と導体１５１とから成る平行平板を伝播するノイズと、を抑制することを前提に、あるいはＡ層１１とＣ層１３との間を伝播するノイズと、Ｃ層１３とＥ層１５との間を伝播するノイズとを抑制することを前提に説明したが、これに限らなくてもよい。すなわち、導体１１１と導体１３１とから成る平行平板を伝播するノイズと、導体１３１と導体１５１とから成る平行平板を伝播するノイズと、の少なくとも一方に対して抑制できるようにＥＢＧを構成してもよい。また、Ａ層１１とＣ層１３との間を伝播するノイズと、Ｃ層１３とＥ層１５との間を伝播するノイズと、の少なくとも一方に対して抑制できるようにＥＢＧ構造を構成してもよい。このとき、上記の実施形態で説明した構造体１０から、導体エレメント１２１または導体エレメント１４１の少なくとも一方を省くことができる場合がある。そして、導体エレメント（第３導体）が位置する層の数が、開口が設けられている導体（第２導体）が位置する層の数より少なくなる可能性や、導体エレメントの数が、接続部材が通過している開口の数より少なくなる可能性もある。
【００６１】
そして、上記の実施形態において、構造体１０はいずれも単一の接続部材１０１を有するように図示されているが、必ずしもこれに限らない。すなわち、上記の実施形態で説明した構造体１０が複数連結した構成を単一の構造体として見なすことができる。従って、このような構造体において、複数の接続部材が繰り返し配列され、かつ同一層に位置する導体エレメントの各々が、それぞれ異なる接続部材に接続されている。
【００６２】
この出願は、２０１０年３月８日に出願された日本特許出願特願２０１０−０５１０９１号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
2011111312.tif 000003
【図２】
2011111312.tif 000004
【図３】
2011111312.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011111312.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011111312.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011111312.tif 000011
【図１０】
2011111312.tif 000012
【図１１】
2011111312.tif 000013
【図１２】
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【国際調査報告】
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